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公開番号2025115568
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010083
出願日2024-01-26
発明の名称火炎状態判定装置
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類G01J 1/42 20060101AFI20250731BHJP(測定;試験)
要約【課題】火炎の有無を監視するために用いられている紫外線センサを用いて、火炎の状態が判定できるようにする。
【解決手段】調整部102は、火炎131から生じて測定部101で測定される紫外線量を調整する。調整部102は、例えば、火炎131から生じて測定部101に到達する紫外線を含む光を絞る絞り機構から構成することができる。また、例えば、調整部102は、測定部101で測定される紫外線の感度を調整することで、火炎131から生じて測定部101で測定される紫外線量を調整する。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼装置による火炎から生じる紫外線を測定する測定部と、
前記火炎の燃焼量を取得するように構成された取得部と、
紫外線量および燃焼量の基準を記憶するように構成された記憶部と、
前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量と前記基準との比較により前記火炎の状態を判定するように構成された判定部と
を備える火炎状態判定装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１記載の火炎状態判定装置において、
前記記憶部は、紫外線量および燃焼量の関係を示すモデルを記憶し、
前記判定部は、測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量と、前記モデルとの比較により火炎の状態を判定する
火炎状態判定装置。
【請求項３】
請求項２記載の火炎状態判定装置において、
前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量から、前記記憶部に記憶した紫外線量および燃焼量に関する前記モデルを作成するモデル作成部を備える火炎状態判定装置。
【請求項４】
請求項２記載の火炎状態判定装置において、
前記記憶部は、紫外線量、燃焼量、空気比の関係を示す前記モデルを記憶し、
前記判定部は、前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量と前記モデルとの比較により火炎の状態として空気比を推定する
火炎状態判定装置。
【請求項５】
請求項４記載の火炎状態判定装置において、
前記取得部はモデル作成時には空気比を取得し、
前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量、空気比から、前記記憶部に記憶した紫外線量、燃焼量、空気比の関係を示す前記モデルを作成するモデル作成部を備える火炎状態判定装置。
【請求項６】
請求項２記載の火炎状態判定装置において、
前記取得部は燃焼量、空気温度、炉内圧力を取得し、
前記記憶部は、紫外線量、燃焼量、空気温度、炉内圧力、空気比の関係を示す前記モデルを記憶し、
前記判定部は、前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量、空気温度、炉内圧力と前記モデルとの比較により火炎の状態として空気比を推定する
火炎状態判定装置。
【請求項７】
請求項６記載の火炎状態判定装置において、
前記取得部はモデル作成時には空気比を取得し、
前記測定部で測定した紫外線量および前記取得部で取得した燃焼量、空気温度、炉内圧力から、前記記憶部に記憶した紫外線量、燃焼量、空気温度、炉内圧力、空気比の関係を示す前記モデルを作成するモデル作成部を備える火炎状態判定装置。
火炎状態判定装置。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の火炎状態判定装置において、
前記火炎から生じて前記測定部で測定される紫外線量を調整するように構成された調整部を備える火炎状態判定装置。
【請求項９】
請求項８記載の火炎状態判定装置において、
前記調整部は、
前記測定部が測定する紫外線を前記測定部に導入する筒状に構成された光導入構造と、
紫外線導入のための炎の監視位置を調整するように構成された視野調整部と
を備える火炎状態判定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、火炎状態判定装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
燃焼炉、乾燥炉、およびボイラなどの燃焼装置における火炎の状態は、例えば燃焼装置の熱効率などに影響する。このため、燃焼装置における火炎の状態を把握することが重要となる。燃焼装置における火炎の状態は、火炎条件により決定されるため、火炎条件を特定することが必要となる。
【０００３】
火炎の状態は、主に、燃焼量と空気比の２つの条件で変化する。燃焼量は、燃焼装置を用いて発生させたい熱量（燃焼装置のバーナに供給する可燃ガス流量）である。燃焼量を変えると、主に火炎の形状や大きさが変化する。空気比は、供給された可燃ガスを完全燃焼させる空気の量を１としたときの空気量であり、通常は空気比が常に１．１～１．２程度となるように調整される。空気比が変化すると、火炎の形状や大きさに加え、火炎の色が変化する。
【０００４】
一方で、燃焼を監視するために火炎検出装置が用いられている（特許文献１）。火炎検出装置は、燃焼装置におけるバーナの火炎の有無を監視するために用いられており、紫外線センサが用いられている。火炎は、紫外線を放射しているため、放射される紫外線の有無を紫外線センサで検出することで火炎の有無が監視できる。また、紫外線センサは、火炎の有無に限らず、紫外線量も測定することができる。火炎から放射される紫外線量は、火炎の形状・大きさ・色によって変化することが判明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－１０６７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のことから、火炎から放射される紫外線量を測定することで、火炎の状態をある程度までは推定して判定することが可能となる。しかしながら、現実に使用される燃焼装置では、一定の使用条件で運用されるとは限らないので、火炎の状態を推定する精度を向上するためには、改善の余地が残されている。なお、一般には、火炎の有無を確実に検出するために、紫外線センサは火炎からの紫外線を可能な限り多く受光できる位置や角度に設置されている。このため、用いられている紫外線センサで測定される紫外線量は、紫外線センサの測定レンジの上限となる状態で計測していることが多い。このため、火炎の形状・大きさ・色の変化による紫外線量の変化を捉えることができず、火炎の状態が判定できないという場合もある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、火炎の状態を推定する精度を向上することを目的とする。また、火炎の有無を監視するために用いられている紫外線センサを用いて、火炎の状態が判定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る火炎状態判定装置は、燃焼装置による火炎から生じる紫外線を測定する測定部と、火炎の燃焼量を取得するように構成された取得部と、紫外線量および燃焼量の基準を記憶するように構成された記憶部と、測定部で測定した紫外線量および取得部で取得した燃焼量と基準との比較により火炎の状態を判定するように構成された判定部とを備える。
【０００９】
上記火炎状態判定装置において、記憶部は、紫外線量および燃焼量の関係を示すモデルを記憶し、判定部は、測定した紫外線量および取得部で取得した燃焼量と、モデルとの比較により火炎の状態を判定する。
【００１０】
上記火炎状態判定装置において、測定部で測定した紫外線量および取得部で取得した燃焼量から、記憶部に記憶した紫外線量および燃焼量に関するモデルを作成するモデル作成部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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